淺談硫磺改性瀝青混合料的推廣及應(yīng)用

彭開均

(鳳岡公路管理段)

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淺談硫磺改性瀝青混合料的推廣及應(yīng)用

彭開均

(鳳岡公路管理段)

硫磺改性瀝青混合料具有廣闊的應(yīng)用前景，便對硫磺改性瀝青混合料的性能以及瀝青混合料中摻入硫磺強化瀝青改性劑后的性能研究兩個方面的內(nèi)容進行了詳細的分析和探析，從而詳細的論述了公路行業(yè)中硫磺改性瀝青混合料的推廣和應(yīng)用情況。

硫磺改性瀝青混合料；硫磺強化瀝青改性劑；性能研究

1 硫磺改性瀝青混合料的性能

1.1 瀝青混合料中硫的作用

當溫度達到了70 ℃后，硫磺就開始軟化并成為膠狀體，當溫度達到115 ℃時，硫磺就會完全的液化，當與瀝青溶合到一起后就會降低瀝青的黏度，那么混合料就會變得更加容易拌和、攤鋪和碾壓，也就增加了瀝青混凝土的結(jié)構(gòu)性能。當溫度小于80 ℃時，硫磺是固體形式的，將其與瀝青混合到一起后就會形成結(jié)晶，那么就會提升其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定度和強度。硫磺與集料有很強的附著性，那么與普通的瀝青混合料相比，其抗水損害的能力就會大大加強，并且不會出現(xiàn)泛油和裂縫的問題。

1.2 在摻入適量的硫磺后，可獲得各種性能的瀝青面層

遵循等體積的替代原則，我們就可以用等體積的硫磺來替代瀝青，那么就可以根據(jù)實際的需求來獲得相應(yīng)性能的瀝青面層。應(yīng)用硫磺改性瀝青混合料時，設(shè)計人員可以采用常規(guī)的設(shè)計方法來設(shè)計其配合比，設(shè)計人員先設(shè)計出最佳的油石比，之后分別計算出瀝青和硫磺強化瀝青改性劑的用量，并以易操作的原則為基礎(chǔ)確定最后的配比。在計算瀝青和硫磺強化瀝青改性劑的用量時，我們應(yīng)按照以下的公式計算：(瀝青+硫磺強化瀝青改性劑)%(總油石比)=10 000AR/10 000R-100Ps(R-1)+APs(R-1)，在這一公式中，A代表常規(guī)混合料設(shè)計中瀝青的重量和含量的百分比，R則代表硫磺強化瀝青改性劑的替代系數(shù)，通常其值為1.7，Ps則為最終粘料中的硫磺強化瀝青改性劑的重量百分比。瀝青和硫磺強化瀝青改性劑兩者比值的不同，便可以獲得不同性能的混合料，如兩者的比值為50∶50時，就可以得到更硬的全剛性混合料，比值為60∶40時，就可以得到半剛性的混合料，比值為70∶30時，就可以得到柔性的混合料。

1.3 獲得硫磺改性瀝青混合料的方式

從密度的角度來看，硫磺是瀝青的2倍，那么如果仍然采用傳統(tǒng)的方法將兩者混合，其均勻性是很差的，并且混合以后兩者會很快的分離沉淀，因此，是不能夠?qū)⑵渥龀梢簯B(tài)的改性瀝青來使用的，在生產(chǎn)的過程中建議將其硫磺直接投放，由于骨料具有較強的剪切作用，那么就能起到改性的效果，從而獲得硫磺改性瀝青混合料。

2 瀝青混合料中摻入硫磺強化瀝青改性劑后的性能研究

2.1 所選擇的主要材料

我們所選擇的硫磺強化瀝青改性劑是北京利安隆瀝青科技發(fā)展有限公司提供的，瀝青采用的是AH-90。選用的砂為中砂，含泥量為3.88%，0.5～1 cm的碎石含泥量為0.7%，針片狀顆粒含量為8.8%，壓碎值16.0%；1～2 cm的碎石含泥量為0.5%，針片狀顆粒含量12.4%，壓碎值19.5%，其他各類材料的性能指標也都是符合相應(yīng)的規(guī)范要求的。

2.2 瀝青混合料的性能試驗。

(1)馬歇爾穩(wěn)定度試驗。先將礦料加熱到160 ℃，進行拌和作業(yè)時將硫磺強化瀝青改性劑直接加入進去，成型時其溫度不應(yīng)超過140 ℃，雙面各擊實80次。之后對試件進行馬歇爾穩(wěn)定度的試驗，根據(jù)其試驗的結(jié)果，從而準確的評價瀝青混合料受水損害時抗剝落的能力，其最終的試驗結(jié)果如表1。

表1 馬歇爾穩(wěn)定度試驗的結(jié)果

(2)車轍試驗。進行這一試驗的主要目的就是評價瀝青混合料的高溫性能，并科學(xué)的計算出其高溫狀態(tài)下的抗車轍能力，試驗的過程中，輪壓為0.7 MPa，現(xiàn)場溫度為60 ℃，試驗的結(jié)果為動穩(wěn)定度3 910次/mm，變異系數(shù)為7.8%。

(3)低溫彎曲破壞試驗。進行這一試驗的主要目的為評價在規(guī)定的加載速度和溫度狀態(tài)下的瀝青混合料抗彎曲破壞的能力，試驗時現(xiàn)場的環(huán)境溫度為零下10 ℃，加載的速度為50 mm/min，試驗的結(jié)構(gòu)能夠科學(xué)的反映出混合料的低溫抗裂性能如表2。

表2 低溫彎曲破壞試驗的最終結(jié)果

(4)凍劈裂試驗。這一試驗就是指在規(guī)定的條件下對瀝青混合料試件進行凍融劈裂循環(huán)，在混合料試件受到水損害的過程中，準確的計算出其前后的破壞強度比，從而科學(xué)的評價出瀝青混合料的水穩(wěn)定性，其具體的試驗結(jié)果如表3。

表3 凍劈裂試驗的具體結(jié)果

2.3 安全情況檢測

進行拌和作業(yè)時，如果溫度接近了165 ℃，在拌和料倉處檢測到其硫化氫和二氧化硫的濃度都達到了3 ppm，進行攤鋪作業(yè)時，攤鋪機進料斗周圍的濃度也在2～3 ppm的范圍內(nèi)，是符合相應(yīng)的安全要求的。而如果拌和的溫度在145 ℃時，是不會產(chǎn)生有害氣體的。

2.4 試驗結(jié)果的比較

在普通的瀝青混合料中摻入了適量的硫磺強化瀝青改性劑后，其各方面的性能都得到了一定提升，現(xiàn)將兩者的性能數(shù)據(jù)對比如表4。

表4 試驗結(jié)果的比較

2.5 應(yīng)用硫磺強化瀝青改性劑時的注意事項

(1)控制好拌和作業(yè)時拌和料的溫度。在將硫磺與瀝青混合之后是會降低瀝青的粘度的，更易操作，但也要控制好拌和料的溫度，其溫度不應(yīng)超過150 ℃，建議控制在135～145 ℃的范圍內(nèi)，這樣就不會釋放有害氣體，保護了環(huán)境；(2)重視檢測工作?，F(xiàn)場應(yīng)配置檢測硫化氫和二氧化硫的設(shè)備，定時的檢測釋放氣體的濃度，應(yīng)有人員實時的監(jiān)督現(xiàn)場的情況，任何會接觸到拌和作業(yè)的工作人員，都應(yīng)檢測其硫化氫的含量；(3)進行實驗室操作時，應(yīng)保持室內(nèi)具有良好的通風條件，現(xiàn)場人員應(yīng)避開下風頭，保證有害氣體的濃度是符合要求的；(4)在1 h的范圍內(nèi)，硫磺強化瀝青改性劑中的煙霧抑制劑能更好的發(fā)揮作用，隨著時間和溫度的不斷提升，其就會釋放出更多的有害氣體，因此，嚴禁提前生產(chǎn)，混合料拌和完成后應(yīng)立即送到現(xiàn)場進行攤鋪作業(yè)。

3 結(jié)束語

綜上所述，作為一種新型的材料，硫磺改性瀝青混合料能夠更好的發(fā)揮出硫磺的改性作用，在應(yīng)用硫磺強化瀝青改性劑時，只要相關(guān)人員嚴格的遵循規(guī)范和流程進行作業(yè)，其也是符合環(huán)保的要求，并且作業(yè)的現(xiàn)場也是安全的。在最大限度的減少資金投入的情況下，硫磺改性瀝青混合料能夠充分的提升混合料的性能和路面的耐久性，其也具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1] 張曉華.對硫磺改性瀝青混合料的路用性能探討[J].西南公路，2011.

[2] 王艷華.改性瀝青混合料設(shè)計方法及應(yīng)用研究[J].公路工程，2014.

[3] 宋立國.淺談硫磺改性瀝青混合料的設(shè)計與研究[J].交通世界，2012.

2015-05-12

彭開均(1976-)，男，貴州遵義人，中級，研究方向：道路橋梁。

U416.217

C

1008-3383(2015)11-0010-01